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此外焊接电弧是一种强烈的辐射源,其弧光组成为可见光、红外线和紫外线。弧光辐射作用在人体上,被体内组织吸收,通过热作用、光化学作用或电离作用后,可使人体组织发生急性或慢性损伤。为保护焊工眼睛不受弧光伤害,焊接时可以使用镶有特别防护镜片的面罩,并按照焊接电流的强度不同来选用不同型号的滤光镜片。同时,也要考虑焊工视力情况和焊接作业环境的亮度。为防止焊工皮肤受电弧的伤害,焊工宜浅色或白色帆布工作服。同时,工作服袖口应扎紧,扣好领口,皮肤不外露。
电源对人体的危害。当人体与带电导体、漏电设备的外壳或其他带电物体接触时,电流会流过人体导致对人体的伤害。电击对人体的危害程度,主要取决于通过人体电流的大小和通电时间长短。当电流强度超过0.05A时,就会有生命危险;0.1A的电流,通过人体1s,可足以使人致命。图1-2为电弧焊时电流流经人体部位示意图。根据欧姆定律I=U/R,流经人体电流的大小与外加电压和人体电阻有关。人体电阻除人的自身电阻外,还应附加上人体以外的衣服、鞋、袜等电阻,虽然人体电阻一般可达5000Ω,但是,影响人体电阻的因素很多,如皮肤潮湿多汗、带有导电性粉尘、加大与带电体的接触面积和压力以及衣服、鞋、袜的潮湿油污等情况,均能使人体电阻降低,因此,为确定安全条件,往往不采用安全电流,而是采用安全电压来进行估算。
由于焊工在焊接时要与电、可燃及易爆气体、压力容器等接触,在焊接过程中还会产生一些有害气体、烟尘、电弧光的辐射、焊接热源的高温、高频磁场、噪声和射线等,有时还要在高处、水下、容器设备内部等特殊环境中作业。为此我国明确规定:金属焊接(切割)作业是特种作业,直接从事特种作业者—焊工属特种作业人员。如果焊工不熟悉有关劳动保护知识,不遵守安全操作规程,就可能引起触电、火灾、爆炸、金属飞溅烫伤等工伤事故及焊工尘肺病、中毒、电光性眼炎、皮肤病等职业病的产生。这不仅给国家财产造成经济损失,而且直接影响焊工及其他工作人员的人身安全。但是传统的焊接专业课程内容往往过多注重焊接工艺与技能操作技术,对于本专业安全素养教育仅停留在绪论课及各技能操作中简单提及的一点安全技术内容中,教学内容缺乏系统性、全面性,教学过程相对分散不集中。通过对焊接专业毕业生的问卷调查表明,大部分学生对本专业的职业健康与安全的内涵比较模糊,对职业病知识比较欠缺,对急救常识掌握不够,对自己将来要从事的职业有哪些危险有害因素了解不透彻,对可能造成的伤害也知道的不多,这说明在中职学校开展专业安全教育是非常重要的。
2焊接专业安全素养课程建设思路
为确保焊接专业安全素养教育的开设真正让学生学有所获,我们经过多次研讨,首先将安全素养教育纳入了课程体系并用一定的课时保障,同时围绕课程教学目标、教学内容、教学方式方法、评价和考核等方面进行了课程建设的构建。
2.1师资、教材、课时三落实
2.1.1师资建设。职业学校开展专业安全教育效果如何,师资是关键。近几年来,我校通过理论教师与实习教师结对子方式,互相学习,取长补短,逐步向一体化教师模式转变。同时,选派优秀教师参加全省技能操作资质认证,并鼓励教师深入企业参与实践锻炼等方式,不断提高教师的安全教育理念,强化教师的专业操作技能。目前我校已有两名焊工高级技师,两名焊工技师,这为顺利实施本专业安全素养教育提供了有力的师资保障。
2.1.2教材建设。目前,我校主要选用员工特殊工种安全培训用书《金属焊接与切割作业》、学生用书《焊工工艺与技能训练》及《焊工技能训练》三本教材相关内容进行授课,同时我们已经完成了本专业安全教育读本编写及题库建设,并借助于我们组织学生拍摄的“安全双述”(岗位描述及手指口述)视频综合进行安全素养教育授课。
2.1.3课时。为了保证教育的效果,我们已将焊接专业职业健康与安全教育课程列入学校正常的教学体系,开设专业素养课程,每周2课时,一学年至少保证30课时。一年级以公共安全知识和技能培养为主,二年级以专业安全知识和技能培养为主。
2.2明确课程教学目标。通过该课程系统学习,使学生了解本专业存在的职业危害及可能导致的安全生产事故,掌握预防工伤事故及职业病应具备的劳动卫生知识及防护措施,并具备一定的事故急救常识。使学生树立主动安全意识,掌握专业安全知识,具备安全操作技能。
2.3优化设置教学内容。根据焊接专业岗位特点,设置安全素养教学内容如下:焊接与切割劳动卫生与防护;焊接与切割安全用电、焊接与切割防火防爆、各种焊接与切割方法安全操作技术(焊条焊与电弧切割、气体保护焊、气焊与气割、特殊焊接与切割作业)、各种事故安全急救常识及典型焊接与切割事故案例与事故原因分析等。在合理设置本专业教学内容的同时,完成了相应内容教学大纲的编制。
2.4创新教学模式。教学模式采用课堂教学为主,现场实习为辅,以实践活动为载体的教学模式,将焊接专业安全知识和技能的学习与学生的未来职业、岗位紧密结合在一起。注重课堂教学。课堂教学是专业安全素养教育的主渠道。在课堂教学中,针对该专业对应的职业病以及职业伤害的特点,我们以课堂讲授为主,将案例教学、情境教学、多媒体光盘模拟现场教学等多种教学方式综合运用,通过案例再现、情景启发、视频解说等模式让学生领会“懂安全是前提,会安全是基础,能安全是关键,不出事是本事”的安全理念内涵,体会“要我安全———我要安全———我会安全”安全观转变的意义。实习教学不放松。现场教学是解读安全生产、实施安全素养教育的主阵地。结合校实习车间焊接作业环境、焊接设备及焊工劳动防护及焊接作业体会开展针对性教学,更容易充实教学内容,强化教学直观效果。同时定期组织学生去各单位工厂见习,熟悉企业的各项规章制度和工作规范,使学生及早预见未来职业岗位特点,利于调动学生主人翁参与感意识,在理———实一体的教学氛围中让安全知识深植于学生身心中。丰富实践活动。组织实践活动是开展专业安全素养教育的有效途径。我们通过主题班会或主题实践活动宣讲相关知识,并聘请了一些企业焊工师傅现身说教。同时借助于校园网、广播站、宣传栏等载体宣传安全知识,定期组织演讲比赛、知识竞赛、急救演练等活动,通过开展融教育与趣味性一体的多项实践活动,极大地提高了学生学习专业安全知识的兴趣。
中图分类号:[TU208.3] 文献标识码:A 文章编号:
一.前言
在很长的一段时期,我国的建筑行业多采取的是钢筋混泥土的建筑结构,但随着土木工程和新的力学体系,新的设计方法出现,经过时间见证,钢筋混凝土的结构在超高层建筑中,有着明显的缺陷,那就是自重很大,于是,更多的设计师和建造师便开始寻找新的建筑结构来更好的实施对建筑的设计施工,终于,经过无数次的实验和实践的检验,最终选用了强度很大的钢材来实施结构设计,甚至演变成为钢结构建筑结构,直到目前为止,钢结构的建筑已经成为一种建筑风潮。不仅大大推进了我国建筑设计施工的发展,更大大提升了建筑的整体质量。
二. 高层建筑钢结构特点分析
高层建筑钢结构工程在设计施工中有着很强的专业性和技术性要求,作为一种新型的建筑设计体系,有着自己的严格的设计施工要求,从地质地形的勘察测量,到对各种钢材料的选择运用,整体的框架的搭建,各部分大小构件的设计剪裁,到实地的施工安装,一直到后期的质量管理,质量的全面监控,及其对整体工程的保养维护,都是一个紧密结合的过程,对施工方的设计水平,技术能力,专业水平,管理能力等一系列综合能力提出了挑战。
1.工序繁多,高层施工,立体施工,相互交叉施工,这是高层建筑钢结构施工的第一特点,也是施工的难点之一,必须做好全面细致的科学设计,统筹安排,从设计施工到施工人员的安全保护,都要有着极其高的标准和要求。
2.高层建筑钢结构施工多半位于高空,空间狭小,但由于工序繁多,需要准备的各种部件和施工器械品种繁多,操作人员的空间移动位置小,安全保障难度高,对众多的零部件和施工的构件无处安放,对升降传输速度安全性有着高端要求。
3.工程进度控制难度大,高空作业,超高的施工标准,严格的施工规范,高端的材料处理,科学的安装,合理安全的拆迁等一系列巩固都受到了各种因素的影响,比如材料的质量,各种构件的传送,自然气候因素,焊接技术等各个方面。
三.高层建筑钢结构施工技术操作
在高层建筑钢结构施工过程中,钢结构的安装施工工序繁多,施工复杂,笔者将结合多年的施工经验,从一些具体的施工环节做出探讨,对相关环节的施工步骤和施工质量控制措施作出分析。
1.要做好施工前的各种准备。
(一)要经过实地勘察测量得到准确的各种数据,结合双方的建设协议,综合考虑各种影响因素,做出科学合理的工程设计,制定施工标准和施工规范,严格实行权责制度,做到目标明确,权责分明。
(二)在施工前要做好各种物料,装吊设备的准备和检测,保证施工要用到的各种机械设备够足够齐全,且都能够保持正常运行状态,同时,要做好对施工人员的培训,加强对相关技术的掌握,提高对各种机械的操控熟练程度,加强心理素质的测验和锻炼。
(三)要对即将施工的场地做出清理,对周边的人员和物品进行分离,同时,将各种即将用到的机械设备运输到现场布置合理。
2.钢柱安装施工步骤及质量控制
( 一) 钢柱的安装
根据构件的设计参数、现场条件、施工工期,选配相应的吊运机具和人力;并做好吊装前的检验。之后要确定柱子吊装时合适吊点。无论构件大小都要试吊一次,使构件离地200 mm 左右,检查各部位有无问题,在确保安全可靠的情况下正式吊装; 柱子就位时回钩要缓慢,穿引螺栓要准确,柱子地脚螺栓紧固牢固。柱子顶端用4 根缆绳封固; 横梁就位后两端各用2根缆绳封固,缆绳方向与横梁垂直。主构件完全稳定,找正精平后,临时缆绳拆除。
(二)钢柱校正质量控制
工程中钢柱安装校正采用单构件安装校正法,以每节柱的柱顶中心线相重合为原则进行安装校正。校正方法用2 台经纬仪从两个不同方向进行测控,如两条基线不在同一条直线上,这说明柱子不垂直,需要进行调整,最终将柱顶偏差控制在2 mm 范围内。对标高测量控制,保证同一节高度柱顶标高偏差在5 mm 范围之内。
3.高强度螺栓安装
高强度螺栓的连接和固定的质量控制: 扭剪型高强度螺栓在供货、装运、保管过程中应轻装轻放,防止螺栓损伤与沾污。安装时要确保穿孔的自由通过,严禁锤击穿孔,穿孔方向要保持一致,垫圈位于螺母一侧,确保高强度螺栓连接板接触面的平整。
4.钢结构的焊接
(一)钢结构主要焊接内容和形式
柱和柱接头焊接、柱与梁连接板焊接和栓钉焊接。焊接形式为全熔透焊接。焊工需取得平焊、立焊、横焊的技术资格,并且熟悉工程的焊接要求。施工时制定的焊接顺序为: 对整体来说,由平面中心向四周扩展,采用结构对称、节点对称焊,先焊钢梁、后焊钢柱。
(二)焊接质量控制要求
雨天不安排焊工作业; 焊接过程中每一条焊缝的焊渣都要清理干净,并认真检查焊缝质量; 焊接完毕后用角向打磨机将焊缝两侧各100 mm 范围内打磨干净,以便探伤。
5.钢结构的除锈与涂装
(一)防绣漆质量控制
钢结构在工厂涂装二底防绣漆,现场只需对高强螺栓接头、焊接接缝、运输吊装碰撞损伤部位进行补涂。
(二)防火涂料质量控制
现场涂装防火涂料。涂装前对涂装部位表面进行清理,按二级防火标准设计要求的涂层厚度和遍数涂装施工。
四,高层建筑钢结构工程在现场安装过程中的安全控制
1.要建立健全安全控制管理体系。施工单位要设立专门的安全管理部门,实施安全生产责任制,在提升施工人员安全意识的基础上,加强对施工材料设备的检查,减少因为施工材料设备而带来的安全隐患。规范操作,严格执行安全措施。实施全过程的安全控制。
2.根据各种构件的高度来安装好爬梯,如此,以方便施工人员的上下,同时,要做好爬梯的绑扎固定。同时,要张挂水平安全网进行防护,在进行水平安全防护网的安装中,防护网一般在高空施工人员的十米以内。
3.施工人员要挂好安全带。安全带是整个钢结构安装施工过程中重要的安全防护措施之一。比如,在钢梁安装完毕之后,要设置好安全绳,如此可以方便让施工人员将安全带佩戴好。
五.结束语
高层建筑钢结构的施工具有极大的技术性和挑战性,施工单位必须做好科学合理的设计,设定严格科学的施工规范,并精心准备施工所用各种器械设备,加强对施工人员的培训,提高整个施工队伍的技术能力和综合素质。在施工时候既要保证施工进度,控制施工质量,又要结合施工的实际情况,从全局出发,统筹全局,兼顾细节,保证施工的科学合理性,保证整个高层建筑钢结构施工的安全稳定,优质高效。为推动我国建筑业的进步,经济的发展,人们生活水平的提高,做出贡献。
参考文献:
[1]于炎鑫 王英杰 荣帆 试论高层建筑的钢结构施工技术 [期刊论文] 《企业技术开发(学术版)》 -2009年8期
[2]丁卫东 洪晓兰 试论高层建筑钢结构的施工技术与测量技术 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2012年8期
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[4]王志伟 试论钢结构施工技术 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2011年22期何文
一、概述
在发电厂的电气系统设计中,接地的设计占有很重要的地位,它不仅关系到电厂设备和维护人员的安全,同时还直接影响发电厂继电保护和通讯的可靠运行,对电网的安全运行也起着至关重要的作用。因此,掌握理解接地的基本知识,正确选择和维护接地装置,具有很重要的意义。博士论文,铜材。接地系统长期安全可靠运行的关键在于接地装置材料的选择和可靠的连接。
接地装置材料主要是铜、钢。我国到目前为止大部分发电厂、变电所传统接地体均采用钢材质,为了提高钢材料接地体材料的性能而采取增大接地导体截面和镀锌防腐蚀的方法,我国用钢做接地材料的技术已比较成熟。而在国外,欧美等发达国家及一些其他国家,都采用铜材作为接地材料,也是有着相当长的应用历史和成熟经验。博士论文,铜材。
二、材料选用
接地材料用铜材还是用钢材,在实际运行中,两者各有利弊。两种接地材料的选用,需要综合考虑以下因素。
1. 物理性能
导电性能方面,钢在20℃时的电阻率为138×10-6(Ω・mm)。热稳定性上,钢的熔点为1510℃,短路时最高允许温度为400℃。而铜在20℃时的电阻率是17.24×10-6(Ω・mm),导电率是钢的8倍。博士论文,铜材。铜的熔点为1083℃,短路时最高允许温度为450℃。由此可以看出,铜接地体导电性能和热稳定性能优于钢接地体。
腐蚀性方面,接地体的腐蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀两种形式,在多数情况下,这两种腐蚀同时存在。接地体在地下的腐蚀速度受土壤的电阻率、含水量、含氧量、酸碱度、电解质、杂散电流及土壤的压实情况影响。铜的表面会产生附着性极强的氧化物(铜绿) ,对内部的铜起了很好的保护作用,阻断了腐蚀的形成。钢材是逐层被腐蚀的,镀锌层有一定的抗腐蚀性,钢材经过热镀锌后的抗腐蚀能力提高1倍左右,一般只能保证10年。而铜腐蚀不存在点蚀情况,属表面均匀腐蚀,铜在土壤中的腐蚀速度约是钢材的10% ~20%。铜接地网截面选择时可不再考虑腐蚀的影响。铜不会被土壤腐蚀,但是它会腐蚀土壤中的其他金属。国际标准IEEE Std 80-2008中对铜的腐蚀有过专门的描述。埋入土壤中的铜材会对其周围建筑混泥土钢筋、埋地金属管线、电缆沟中的金属支架及直埋电缆的铠装造成严重的阳极腐蚀。所以比起钢接地,铜接地对全厂的阴极保护工艺要求更高。
2. 材料截面
在有效接地系统及低电阻接地系统中,发电厂、变电所电气装置中电气设备接地线的截面,应按接地短路电流进行热稳定校验。博士论文,铜材。钢接地线的短时温度不应超过400℃,铜接地线不应超过450℃。
根据我国电力行业标准DL/T621-1997中的热稳定校验条件,忽略腐蚀的影响,接地体进行热稳定校验时,接地线的最小截面应满足下式:
式中:
Sg—接地线的最小截面,单位为mm2;
Ig—流过接地引下线的短路电流稳定值,单位为A(根据系统5~10年发展规划,按系统最大运行方式确定);
te—短路电流的等效持续时间,单位为s;
C—接地引下线材料的热稳定系数,根据材料的种类、性能及最高允许温度和短路前接地引下线的初始温度确定。铜的热稳定系数为210,钢的热稳定系数为70。
计算用故障电流原则上应按变电所远景最大运行方式、站内发生接地故障时的故障电流。
短路等效持续时间:te≥tm+tf+to
式中:
te—短路电流的等效持续时间,单位为s;
tm—主保护动作时间,单位为s;
tf—断路器失灵保护动作时间,单位为s;
to—开关固有动作时间,单位为s;
接地线的最小截,在不考虑腐蚀保护的情况下,铜材为25 mm2,钢材为50 mm2
可见,在相同的短路电流和短路电流持续时间时,用铜接地体的截面显著小于钢接地体。
钢接地材料,国内按照工程大小和土壤电阻率情况,接地网水平接地极一般选择40mm×4m, 75mm×10mm,75mm×5mm,60mm×8mm扁钢,垂直接地体一般选择Φ50mm钢管或∠50×5mm角钢。铜接地材料,一般选用的水平铜接地体为铜绞线,规格有25mm2、50mm2、75mm2、95mm2、120mm2、150mm2、240mm2等多种不同型号。垂直接地体为Φ50mm铜棒。
综上所述,铜接地体的截面显著小于钢接地体。
3. 施工工艺
发电厂的接地网面积大,网格多,金属导体间存在着大量的连接,必须保证可靠、牢固的连接才能确保接地网的运行可靠性。
用钢作为接地施工材料,目前常规做法是水平接地体采用镀锌扁钢,垂直接地体采用钢管或角钢。钢接地体之间的连接均为传统的电弧焊接方式,采用搭接焊。虽然这种焊接方法较为便宜,但高温电弧会破坏接地体接头部位的镀锌层,有可能导致点腐蚀的出现,严重影响接地体的寿命,并且电弧焊接连接不是真正的分子性连接,焊接点对于接地体的导电性能也有影响。对于钢接地体能也作过放热焊接接法的研究与尝试,但由于钢接地体太大,非标模具制造困难,造价高且焊粉用量大。再加上钢接地体防腐性能差,焊接质量的提高意义不大。博士论文,铜材。焊接点较多,费用太高。博士论文,铜材。
用铜作为接地施工材料,水平主网采用铜绞线,由于铜绞线柔性好,允许的弯度半径小,所以拐弯方便,穿管容易。铜线的高机械强度,使其能够成卷供货,便于机械化施工。垂直接地体采用铜棒,易于深入地下。铜接地体搭接处主要有以下四种连接方式:铜银焊连接、压接线夹连接、螺栓连接、放热焊接连接。
目前以放热焊最为普遍效果也最佳。用放热焊接,操作方便,加快施工进度,节省人工费用,简化施工工艺,更重要的是保证了铜接地网的连接质量。
放热焊接工艺是由美国艾力高公司(ERICO)的查尔斯•卡特威尔博士1938年开发的,该工艺最早用于铁路信号线焊接。艾力高公司为表彰卡特威尔博士(Dr. Charles Cadwell)的贡献,将该工艺的商标命名为CADWELD。目前数以千万计的CADWELD焊接在使用了五十多年后,性能依然良好。
放热焊接是利用化学反应(燃烧)时产生的超高热来完成的焊接法。由于化学反应速度非常快,产生的热量极高,且可以集中有效的传导至熔接部位使导体连接起来,更无需其它任何外加热能。外形美观一致;连接点为分子结合,没有接触面,更没有机械压力,因此,不会松弛和腐蚀;具有较大的散热面积,通电流能力与导体相同;熔点与导体相同,能承受故障大电流冲击,不至熔断。
放热焊接的作业程序:将导线和模具清理干净,再将模具用喷灯加热以去除水分,然后把导线放入模具内;扣紧把手以固定模具,把钢片放入模具内;把焊接剂倒入模具内,将引燃剂撒在焊接剂及模具边上;盖上盖子并点火,待金属凝固后,将模具打开,清除熔渣,便可进行下一个焊接。
4. 接地点布置
采用镀锌扁钢设计的接地网,考虑到扁钢会锈蚀,为保障可靠的接地,按《二十五项反措要求》:变压器中性点应采用双接地引下线、重要设备及设备构架宜采用双接地引下线,且应接入主接地网的不同网格。
采用铜接地网后,由于可以忽略接地引下线的腐蚀、增强了引下线的热稳定性,因此对于除变压器中性点以外的接地引下线建议选用单接地引下线,不仅能够满足接地可靠性要求,还能够降低投资。
5. 经济技术
由于铜材的造价高于钢材,采用铜接地网设计后,提高了变电所的工程投资,在充分研究了铜的特性后,可加深设计深度,适当减少焊接点,控制投资。
五、结束语
一、立项原因
刮板运输机是煤矿综采工作面的主要运输设备,它除了运煤和清理机道外,还主要作为采煤机的平滑轨道。输送机要承受重达20—30吨重的采煤机在上面进行采煤,其结构形式及附件必须能密切与采煤机的结构相配套。工作时,为了保证采煤机的牵引齿轨轮与销排的良好啮合,输送机要尽可能平直铺设,每节销排是用联接销与溜槽槽帮上的齿轨座联接。在实际工作中,设备运行时会使溜槽受力不均,以及溜槽承重过大等原因,造成齿轨座变形、毁坏,直接影响工作面的正常生产。而轨座与溜槽为整体铸造结构,维修难度大。如不能修复,该部溜槽只能报废,增加了设备的经济投入。
二、革新内容及创新点
经过现场研究,我们决定将齿轨座从溜槽上切割下来,用45号高强度优质中碳钢加工成销轴套,将其焊接在溜槽上来代替齿轨座。在设计方案时要考虑以下几个方面:
1、材料性能方面:
我们选用材料为45号高强度优质中碳钢的销轴套来代替原来的铸钢齿轨座,是因为它具有一定的塑性和韧性,切削性能良好。为了提高其机械性能我们对其进行了锻造处理。锻造时要对金属材料加热,这是为了提高金属的塑性和降低变形抗力,从而改善金属的锻造性。经锻造后的金属材料,具有细晶粒结构;能使粗大枝晶和各种夹杂物都沿着金属流动的方向被拉长,呈现出纤维组织;使内部缺陷得以压合,使其整体性能加强。锻造后将其进行车加工。根据测量,要求销轴套的外径尺寸为Φ80mm,表面粗糙度为25μm。内径尺寸为Φ50mm,因与销联接,表面粗糙度为12.5μm。厚度为30mm。免费论文。加工出后于溜槽槽帮焊接。
2、焊接工艺方面:
(1)、因为溜槽和销轴套的材质不同,在选用焊条方面,应从以下几方面考虑:
A、从材料的成份考虑,溜槽为铸件,材料为ZG35,成份中含碳、硫、磷等有害杂质较高。焊接时容易产生裂纹和气孔,宜采用抗裂性较好的低氢型焊条。
B、从使用性能和工作条件方面考虑,销轴套是属于在工作中受振动、冲击载荷的重要焊接结构,应选用强度、冲击韧性和延伸率较高的碱性低氢型药皮的焊条。
C、从施工工地设备考虑,因为施工现场中有交流弧焊机,所以选用适宜交流焊接的焊条。
通过以上三个方面的综合比选,我们选用了T506碱性低氢型药皮焊条,该种焊条焊接强度能达500 Mpa以上,并且焊接工艺性好,用途较为广泛。
(2)、焊接时保证好焊接现场的环境温度尤为重要,因为如果焊接时零件受热不均匀,会导致焊接后零件产生残余内应力,使零件产生变形或裂纹,对零件的疲劳强度也是不利的。所以为了焊接质量,提高工作效率,减小零件的内应力和变形,在焊接时要注意以下几方面:
A、焊接前应将焊接件进行预热,预热温度一般宜控制在100-150℃。目的是防止零件在焊接过程中急剧冷却,并且减小零件焊接部分与基体部分的温度差值,使两部分的膨胀量趋于接近,从而减小内应力。特别是在冬季气温较低的环境下焊接,焊前预热更为重要。和铸钢件的焊接应严格按照合理的焊接程序进行,以防止由于较大的刚性而产生裂缝。预热区应在焊缝周围40--70mm的范围内。
B、该销轴套在焊接时要保证各套中心在同一直线上,以确保采煤机齿轨轮在销轨上的平稳运行。
C、焊接后应缓慢冷却,以减小焊接应力,避免裂纹的产生。免费论文。
3、创新点
(1)、销轴套代替原有铸钢材料的齿轨座,更有利于溜槽的维修,大大节约了工时和资金。
(2)、提高了零件的机械性能和实用性。
三、应用情况及经济效益
1、刮板运输机溜槽齿轨座的改造已于2010年1月生产加工完毕,2月份投入使用,改造后的刮板运输机在运行过程中,能保证采煤机安全可靠的平稳运行,且易于维护,完全可以满足使用要求。
2、该销轴套的加工成本约在200元左右,一节溜槽需要4个,共需资金800元,实际买一部溜槽需要4000元左右,实际节约材料费3200元,按全年修复100节溜槽计算,可节约资金32万元。
3、该部件加工简单,易焊接,未改造前每年因齿轨座损坏而影响生产30小时,按每小时100吨煤,每吨煤500元计算,全年共节约
30×100×500=150万元
4、综合以上两项,使用该设备,每年可创价值
32+ 150 = 182万元
四、总体性能指标与国内外、集团公司内其他单位技术的比较
刮板运输机溜槽齿轨座的改造在2010年1月份完成,并在井下投入使用。使用至今效果良好,其性能完全符合井下综采工作面生产的要求,特别是该改造效果在我矿属先进水平。
五、存在的问题及推广应用前景
1、该销轴套在焊接时要保证各套中心在同一直线上,以确保采煤机齿轨轮在销轨上的平稳运行。免费论文。
论文主体:
50年代初,日本和前苏联研究成功CO2气体保护焊,由于其生产效率高、成本低、对油锈不敏感、焊接变形小、冷裂倾向小、易于观察、操作简单等优点,深受焊接界的青睐。但该种焊接方法飞溅严重是其最大缺点。为了能使CO2气体保护焊更快地推广普及,加强对飞溅问题的研究则具有十分重要意义。本人结合多年工作实践,对CO2气体保护焊飞溅产生的原因进行了归纳和总结,并实施了配套的处理方案,取得了一定的成效。
一、CO2气体引起的飞溅及对策
这种飞溅是由于CO2气体的氧化性引起的。在焊接碳钢时, Fe与CO2氧化,发生如下反应:
CO2+Fe=FeO+CO
Fe+O=FeO
其中O是由CO2= CO+O和O2=2O产生的。因此,熔滴及熔池中的氧化反应非常激烈。落入熔池中的FeO又被C元素还原,即:FeC+C=Fe+CO,生成的CO不能及时逸出熔池变形成气孔。熔滴中的CO则在电弧高温作用下急剧膨胀爆炸形成飞溅。
因此,如果使FeO脱氧并在脱氧的同时对烧损的合金元素予以补充,则CO2氧化性所带来的弊病(气孔、飞溅)便基本上可以克服。目前,采用脱氧的方法有在焊丝中(或药芯焊丝的药粉中)加入一定量的脱氧剂(和氧亲和力比铁大的合金元素)使FeO中的铁还原。可作CO2气体保护焊用的脱氧剂主要有Al、Si、Mn联合脱氧效果更佳。
二、过度特性引起的飞溅及对策
1、短路过度与飞溅
焊接条件下,熔滴与熔池接触时,熔滴成为焊丝与熔池的连接桥梁,所以称为液体小桥。并通过该小桥使电路短路。飞溅总是发生在短路小桥破断的瞬间。飞溅的大小决定于焊接条件,它常常在很大范围内改变。短路之后电流逐渐增加,小桥处的液体金属在电磁收缩力的作用下急剧收缩,形成很细的缩颈。随着电流的增加和缩颈的减小,小桥处的电流密度很快增加,对小桥急剧加热,造成过剩能量的积聚,最后导致小桥金属发生汽化爆炸,同时引起金属飞溅,飞溅的多少与爆炸能量有关,此能量主要是在小桥完全破坏之前的100~150毫秒时间内聚集起来的,主要是由这时的短路电流(即短路峰值电流)和小桥直径所决定的。所以减少飞溅应改善其中电源特性,限制电流峰值。同时,要限制电流上升速度,因为电流速度与其缩颈出现位置有关。当缩颈位置出现在焊丝与熔滴之间,小桥的爆炸力将推动熔滴过度时,出现小量飞溅。若缩颈出现在熔滴与熔池之间,则小桥爆炸力将阻止熔滴过渡,飞溅力也加大。因此,在焊接回路中串入较大的不饱和电感,减少短路电流上升速度,降低焊接电流的峰值,都能显著减少飞溅。
2、颗粒状过渡与飞溅
随着电流的增加,过度特性变为颗粒过渡,此时,由于是在中等规范下(中等电流),加上CO2气体为多质子分子,CO2电弧分解吸热引起电弧收缩,弧根面积缩小,故引起较大的斑点压力使熔滴上挠,阻止熔滴过度,形成大滴状过渡引起较大的飞溅。如用直径1.6mm焊丝、电流为300~350A,当电弧电压较高时就会产生。因此,应尽量避免工艺参数选择在此范围内,若在该规范下,加入氩气体后,减少了电弧收缩,飞溅率低,但成本高。CO2气体在电弧温度区间导热率较高,加上分解吸热,消耗电弧大量热能,从而引起弧柱及电弧斑点强烈收缩。即使增大电流,弧柱和斑点直径也很难扩展,从而容易产生飞溅,这是由CO2气体本身物理性质决定的。在CO2气体中加入氩气后,改变了纯CO2气体的上述物理性质和化学性质,使弧柱和斑点直径得到扩展,从而降低了飞溅量。在短路过渡焊中,一般采用50%CO2+50%Ar,非短路过渡焊中,一般采用30%CO2+70%Ar。CO2+Ar气体除降低飞溅外,还改善了焊接成形,使焊缝熔宽增加.余高降低,但熔深也略为减小。
3、潜弧射滴过度与飞溅
随着电流增加,将产生细颗粒过渡,忽根面积扩展,电弧的电磁力将熔滴推向熔池,在熔池与焊丝间形成缩颈,这时飞溅减小,主要产生在缩颈处,该处通过的电流密度较大使金属过热而炸断,形成颗粒小的飞溅,但不可能避免。另外,由于焊丝或工件清理不当或焊丝含碳量较高,在熔化金属内部大量生成CO等气体,这些气体聚积到一定体积,压力增加而从液体金属中析出,造成小滴飞溅。
因此,采取低飞溅焊丝,如果对实心焊丝在保证力学性能的前提下,尽量减少含C量,添加适量的Ti、Cr。或者采用经CaCO3、和K 2CO3等物质活化处理过的焊丝,采用正极性焊接,都可以减少CO2气体保护焊中的飞溅率。下图所示为通过实验所得飞溅率和过度特性(电流大小)之间的关系:在短路过渡区(小电流)飞溅较小,颗粒过渡(中间电流)飞溅较大,潜弧射滴过渡(大电流)飞溅较小。
过渡特性与飞溅率的关系示意图如下:
三、焊丝端部小球引起的飞溅及对策
小球是由于收弧时,电弧反烧,电流变小,电磁力阻碍熔滴向熔池过渡,使之冷却成球。在下次引弧,由于小球的存在,使丝端与母材接触电阻减小,短路引弧时熔断它需要的热量大造成一次引弧困难,甚至在导电嘴处烧断。免费论文。若经过几次短路才能成功引弧,那么这时伴有较大的声响和大颗粒飞溅,说明因小球存在经过几次短路,积累较多热量,使其造成颗粒飞溅。一般都是工人将端部小球剪断,在半自动中容易实现。免费论文。若在全自动焊或机器人焊时就无法或难以实现。因此,要采取一定措施去除焊丝端部小球。
目前,因国内只有部分焊机在面板上单独设置了收弧规范调节选纽,国外焊机大部分都有在停焊前可通过焊距手把上的按纽操作,自动地由正常焊接规范切换到收弧规范,具有一定去球功能。但这个去球功能只有在最佳时才能达到较好的去球效果,端头熔滴会自动地向熔池过渡,冷却后不会形成大于焊丝直径小球。这种去球的机理,主要是通过调整收弧规范使熔滴过渡形成转换。如果仅是为了去球,则在收弧时强行拉断电弧亦无小球,但弧坑未填满,火口无保护易行成气孔,且由于应力集中,形成裂纹源,显然不能采用此方法。但是,通过切换收弧方法,使其熔滴内颗粒过渡转化为短路过渡,其残留熔滴熔池表面张力的作用,拉向熔池。即无弧坑亦无球。否则非最佳规范,仍有小球。免费论文。
总之,根据飞溅产生的原因可以有的放矢确定:
1、在焊丝中加入脱氧剂可减少飞溅。
2、正确选择工艺参数可减少飞溅。
3、“去球”可减少飞溅。
分析清楚原因后制定相应的处理措施可以较大程度地降低飞溅,提高了焊接质量,保证了焊接的规范操作,改善了焊接工作环境,对焊接工作安全生产具有极为重要的意义。
参考文献:
1、张文钺 《焊接冶金与金属焊接性》 北京:机械工业出版社,1993年
2、潘际銮 《焊接手册》 北京:机械工业出版社,1992年
0.前言
钢结构因其自身优点,这几年在工业厂房、场馆、高层建筑、桥梁等现代建筑中得到大量广泛应用。在大量的工程建设过程中,钢结构在加工制作或者现场安装过程中会出现这样那样的外观缺陷,特别是现场安装焊接过程中,暴露出不少质量通病。这里所指的外观缺陷(表面缺陷)是指不用借助于仪器,从工件表面可以发现的缺陷。常见的外观缺陷有咬边、焊瘤、凹坑、未焊满、烧穿、焊接变形及成型不良等,有时还有表面气孔和表面裂纹、单面焊的根部未焊透等。在GB50205《钢结构工程施工质量验收规范》中对焊缝各等级的表面缺陷有明确的规定。本文主要针对近年来在钢结构加工和现场焊接过程的表面缺陷的产生原因及整改措施谈一些看法。科技论文。
1.咬边
咬边是指沿焊缝边缘,在母材部分形成的凹陷或沟槽,它是由于电弧将焊缝边缘的母材熔化后没有得到熔敷金属的充分补充所留下的缺口。科技论文。咬边减小了母材的有效截面积,降低结构的承载能力,同时还会造成应力集中,发展为裂纹源。科技论文。
产生咬边的主要原因:电弧热量太高,即电流太大,运条速度太小所造成的;焊条与工件间角度不正确,摆动不合理,电弧过长,焊接次序不合理等都会造成咬边;直流焊时电弧的磁偏吹也是产生咬边的一个原因;某些焊接位置(立、横、仰)会加剧咬边。
防止咬边的措施:矫正操作姿势,选用合理的规范,采用良好的运条方式都会有利于消除咬边。焊角焊缝时,用交流焊代替直流焊也能有效地防止咬边。
2.焊瘤
在焊接过程中,熔化金属流淌到焊缝金属之外未熔化的母材上所形成的金属称为焊瘤。焊瘤不仅影响焊缝的外观,而且在焊瘤出现的同时还伴随着未焊透的情况发生。因此,容易引起应力集中,影响焊件质量
产生焊瘤的主要原因是:火焰能率太大;焊接速度过慢;焊件装配间隙过大;熔池面积过大;焊丝和焊嘴角度不正确等。
防止产生焊瘤的措施有:适当选择火焰能率,一般当立焊或仰焊时,应选用比平焊小的火焰能率;适当提高焊接速度;焊件的装配间隙不能太大;适当控制熔池温度,熔池面积不宜过大,防止熔化金属下陷;焊丝和焊嘴的角度要适当。
3.凹坑
凹坑指焊缝表面或背面局部的低于母材的部分。凹坑减小了焊缝的有效截面积,弧坑常带有弧坑裂纹和弧坑缩孔。
凹坑多是由于收弧时焊条(焊丝)未作短时间停留造成的(此时的凹坑称为弧坑),仰立、横焊时,常在焊缝背面根部产生内凹。
防止凹坑的措施:选用有电流衰减系统的焊机,尽量选用平焊位置,选用合适的焊接规范,收弧时让焊条在熔池内短时间停留或环形摆动,填满弧坑。
4.未焊满
未焊满是指焊缝表面上连续的或断续的沟槽。未焊满同样削弱了焊缝,容易产生应力集中,同时,由于规范太弱使冷却速度增大,容易带来气孔、裂纹等。
填充金属不足是产生未焊满的根本原因。规范太弱,焊条过细,运条不当等会导致未焊满。
防止未焊满的措施:加大焊接电流,加焊盖面焊缝。
5.烧穿
在气焊过程中,熔化金属自坡口背面流出,形成穿孔的缺陷称为烧穿。
产生烧穿的原因主要有:接头处间隙过大或钝边太薄;火焰能率过大:焊接速度太慢,焊接火焰在某一处停留时间过长;定位焊间距过大,气焊时产生变形;熔剂质量不好,容易产生氧化,因此不能顺利进行焊接,而使焊接处局部温度过高;焊丝选用不恰当。
防止烧穿的措施有:选择合理的坡口,坡口角度和间隙不宜过大,钝边不宜过小;火焰能率和焊接速度要适当,在焊接过程中,使焊接火焰作适当上―F跳动,给熔池冷却时间,用外焰保护熔池免受氧化;保证熔剂质量;合理选用焊丝;薄板单面焊时采用垫板形式可防止熔化金属自背面流出,避免造成烧穿。
6.成形不良
成形不良指焊缝的外观几何尺寸不符合要求。焊缝出现高低、宽窄不一、焊波粗劣等现象。焊缝尺寸不符合要求,不仅影响焊缝的美观,还会影响焊缝金属与母材的结合,造成应力集中,影响焊件的安全使用。
成形不良的原因主要有:接头边缘加工不整齐、坡口角度或装配间隙不均匀:焊接工艺参数不正确,如火焰能率过大或过小、焊丝和焊嘴的倾角配合不当、气焊焊接速度不均匀;操作技术不当,如焊嘴或焊蝗横向摆动不―致等。
防止成形不良的措施有:正确凋整火焰能率:将焊件接头边缘调整齐:气焊过程中焊嘴、焊终的横向摆动要一致;焊接速度要均匀且不要向熔池内填充过多的焊丝。
7.焊接中的局部变形
产生原因:加工件的刚性小或不均匀,焊后收缩,变性不一致;加工件本身焊缝布置不均,导致收缩不均匀,焊缝多的部位收缩大、变形也大;加工人员操作不当,未对称分层、分段、间断施焊,焊接电流、速度、方向不一致,造成加工件变形的不一致;焊接时咬肉过大,引起焊接应力集中和过量变形;焊接放置不平,应力集中释放时引起变形。
预防措施设计时尽量使工件各部分刚度和焊缝均匀布置,对称设置焊缝减少交叉和密集焊缝;制定合理的焊接顺序,以减少变形。如先焊主焊缝后焊次要焊缝,先焊对称部位的焊缝后焊非对称焊缝,先焊收缩量大的焊缝后焊收缩量小的焊缝,先焊对接焊缝后焊角焊缝;对尺寸大焊缝多的工件,采用分段、分层、间断施焊,并控制电流、速度、方向一致;手工焊接较长焊缝时,应采用分段进行间断焊接法, 由工件的中间向两头退焊,焊接时人员应对称分散布置,避免由于热量集中引起变形;大型工件如形状不对称,应将小部件组焊矫正完变形后,在进行装配焊接,以减少整体变形;工件焊接时应经常翻动,使变形互相抵消;对于焊后易产生角变形的零部件,应在焊前进行预变形处理,如钢板v 形坡口对接,在焊接前应将接口适当垫高,这样可使焊后变平;通过外焊加固件增大工件的刚性来限制焊接变形,加固件的位置应设在收缩应力的反面。
处理方法:对已变形的工件,如变形不大,可采用火烤矫正。如变形较大,采用边烤边用千斤顶顶的方法矫正。
8.错边
指两个工件在厚度方向上错开一定位置。错边基本上是由于构件尺寸精度不满足要求或者安装精度不够而产生的,因此,提高构件尺寸精度和安装精度能防止错边的产生。
对于表面气孔和表面裂纹、单面焊的根部未焊透,由于这些曲线呈体积状,因此我们也可以把他们看成内部缺陷,在这里就不在做深入的探讨。
结语
引言
钢结构型材的多样性,使焊接接头的截面形式也随之多样化,因而带来了许多焊接难题。工字钢、槽钢、角钢是工程结构中使用最早的型钢,之后截面性能优良的H型钢、钢管、网架节点球等型材相继问世并大量应用于钢结构建筑中,从而使钢结构间的焊接节点形式变得多样而复杂。钢结构焊接的施工条件较复杂。建筑工程具有流动性大的突出特点,单从钢结构焊接工程来讲,不同工程的不同地理条件造成了不同的焊接环境条件。
1 高层建筑钢结构焊接的几种常见方法
1.1药皮焊条手工电弧焊
药皮焊条手工电弧焊原理:在涂有药皮的金属电极与焊件之间施加一定电压时,由于电极的强烈放电而使气体电离产生焊接电弧。电弧高温足以使焊条和工件局部融化,形成气体、熔渣和熔池,气体和熔渣对熔池起保护作用,同时,熔渣在与熔池金属起冶金反应后凝固成为焊渣,熔池凝固后成为焊缝,固态焊渣则覆盖于焊缝金属表面。科技论文。
1.2埋弧焊
埋弧焊(SAW)原理:埋弧焊与药皮焊条电弧焊一样是利用电弧热作为熔化金属的热源,但与药皮焊条电弧焊不同的是焊丝外表没有药皮,熔渣是由覆盖在焊接坡口区的焊剂形成的。当焊丝与母材之间施加电压并相互接触引燃电弧后,电弧热将焊丝端部及电弧区周围的焊剂及一母材熔化,形成金属熔滴、熔池及熔渣。金属熔池受到浮于表面的熔渣和焊剂蒸气的保护而不与空气接触,避免氮、氢、氧有害气体的侵入。
(3)CO2气体保护焊
CO2气体保护电弧焊原理:是用喷枪喷出CO2气体作为电弧焊的保护介质,使熔化金属与空气隔绝,以保护焊接过程的稳定。
2 高层建筑钢结构焊接的应用
2.1 厚钢板焊接技术
在高层建筑钢结构柱与一些特殊大跨度重荷载钢析架与梁的设计与施工中,厚钢板大量应用,而影响钢结构焊接质量的一个最主要因素是厚钢板的焊接。厚钢板的焊接主要是要解决层状撕裂和焊接变形二大问题。
l、层状撕裂的预防:层状撕裂是一种不同于一般热裂纹和冷裂纹的特殊裂纹,一般产生在T形和卜字形接头的热影响区夹层中,主要是T形和十字形接头角焊缝的横向收缩对板厚方向产生的拉应力在接头约束度较大的情况下,易发生夹杂物与金属脱开而形成的裂纹。采用塑性过渡层,即先用低强度焊条在坡口内母材板面上堆焊过渡层,然后再焊连续焊缝的方法。采用低氢、超低氢焊条或气体保护焊焊接。即低强度匹配的焊接材料,使金属具有低屈服点,高延性。通过计算和工艺试验确定合理的预热温度,以降低冷却速度,改善接头区组织韧性,同时采用后热消氢处理。
2、焊接变形的控制:厚板的焊接变形主要针对对接中产生的较多,主要通过以下方法来控制:通过合理的坡口角度和焊接间隙尽量减少焊缝的截面积;焊接时尽可能采用多层焊代替单层焊;尽可能采用双面对称坡口,并在多层焊时采用与构件中和轴对称的焊接顺序;采用刚性夹具固定方法控制焊后变形。
2.2钢结构螺栓连接
螺栓连接是钢结构建筑中主要的连接方式,分为普通螺栓连接和高强度螺栓连接两种形式。这里着重阐述高强螺栓连接的检验。高强度螺栓连接的安装顺序及初拧、复拧扭矩检验。检验人员应检查扳手标定记录,螺栓施拧标记及螺栓施工记录,有异议时抽查螺栓的初拧扭矩。高强度螺栓连接摩擦面应保持干燥、整洁、不应有飞边、毛刺、焊接飞溅物、焊疤、氧化薄钢板、污垢和不应有的涂料等。
2.3钢结构的成形加工工艺
弯曲成型:根据工件所需弯曲力,选择好适当的压力设备。首先固定好上模,使模具重心与压力头的中心在一条直线上,再固定下模,上下模平面必须吻合,间隙均匀,上模要有足够的行程。开动压力机试压,检查是否有异常情况,是否良好。难于从模中取出的工件,可适当加些剂,以减小摩擦,便于脱模。首件弯曲成形后必须进行检查合格后,再进行连续压制,工作中应注意随时抽查,每一台班中也必须注意抽检。禁止用手直接在模具上取放工件,对较大工件,可在模具外部取放,对小于模具的工件,应借助其它器具取放。正式弯曲前,必须检查工件编号,尺寸是否与图纸符合,料坯是否有影响压制质量的毛刺。科技论文。对批量较大的工件,须加装调整定位的挡块,发现偏差及时调整修正。
卷圆成型:卷板前熟悉图纸、工艺、精度、材料性能等技术要求,然后选择适当的卷板机,并确定冷卷、温卷还是热卷。检查板料的外形尺寸、坡口加工和曲率样板的正确与否。科技论文。检查卷板机的运转是否正常,并向注油口注油。清理工作现场,排除不安全因素。由于板料在卷板机上弯曲时,两端边缘总有剩余直边,卷板前必须对板料进行预弯。选择合理的工艺参数进行卷板,卷板完成后用样板检查曲率,合格后方可进行批量生产。
边缘加工:需要作边缘加工的有:梁柱翼缘板、支座支承面等具有工艺性要求的加工面,有设计要求的焊接坡口,尺寸精度要求严格的加劲板、隔板、腹板及有孔眼的节点板等。对清除毛刺、飞溅、氧化皮等加工质量要求不高、工作量不大的边缘加工可采用铲边。对焊接坡口成形以及加工质量要求较高的边缘加工,可采用刨边机进行刨边,刨边加工的余量随钢材的厚度、钢板的切割方法而不同,有些构件的端部边缘加工,可采用铣边代替刨边,使构件支承部位的力由支承面直接传至底板支座,以减小连接焊缝的焊脚尺寸。
制孔加工:普通构件和对孔距要求不高的构件,制孔时采用划线钻孔。对依靠群孔作为定位的构件与孔距精度要求较高的制孔,宜采用钻模钻孔。高层钢结构构件,节点上有两个以上方向有高强螺栓连接的构件,或设计上有特殊要求的构件制孔,应采用钻模钻孔。
另外,测量工作的好坏,是关系整体钢结构安装质量和进度的大问题,为此钢结构安装应重点做好以下工作:设计图纸的审核;测量定位依据点的校核与校测;测量器具的检定与检校;测量方案的编制与数据准备;建筑物测量验线;高层钢结构安装阶段的测量放线工作。包括控制网的建立,平面轴线控制点的竖向投递,柱顶平面放线,悬吊钢尺传递高程、钢结构安装测控等。
3 结语
建筑施工技术是生产建筑产品的技术,建筑产品具有典型的单一性,固定性和巨大体量的特性。因而建筑施工技术也是复杂多变的。钢结构工程是节能环保型结构,是未来我国将大力发展的结构形式之一。需要进一步研究高层建筑钢结构的施工链接技术。
参考文献
[1]马兴宝.上海高层建筑施工技术的概述[J].施工技术,1996,(02)
[2]王洪名,李晓枫.高层建筑主体施工技术探讨[J].林业科技情报,2001,(02)
[3]姜辉.梁式转换层高层建筑施工技术的探讨[J].科技资讯,2010,(07)
(一)大力开展实习基地建设
学校多渠道与多个相关企业合作成立学生实习基地,双方就技术革新、企业员工进修培训、联合申报科研项目等方面开展广泛的合作。同时让学生在最后“1”年到企业顶岗实习,提前熟悉生产岗位工作及企业管理制度,让学生提前熟悉企业的人际关系交往,同时聘请企业中高级工程技术人员担任实习指导教师。但是实际普遍存在实习单位落实难的问题。主要原因有两点,一方面企业出于考虑学生安全及企业生产效率和生产管理秩序等因素,同时企业的现实生产环境与接待能力有限,主观上不愿接收或不愿多接收实习毕业生。接收也是让学生看着企业的师傅操作,而学生无法亲自操作实践,也难以达到预期的效果。另一方面学生缺少吃苦精神,嫌弃企业厂房或车间环境恶劣,学生主观上不愿意去,去的学生也经常出现半途而废的情况。针对这一情况,建议学校与企业就学生安全责任与保险公司签订保险合同,减少企业对学生安全方面的顾虑。加大学校与企业的友好往来,推荐优秀毕业生到企业工作。学校可以组织专家对培养企业生产管理进行指导,确实可以为企业解决难题,同时加大专业导师与企业的联系,专业导师和企业合作,开发合作项目,导师带学生以做课题的方式到企业参与到企业的生产中,保证学生在企业的实际的动手操作。另外可以鼓励学生业从事一些业专业性不太强的岗位,比如说销售岗或基础性实验岗。在学生得到锻炼的基础上尽可能不影响企业的正常运转。
(二)鼓励学生开展勤工俭学与社会实践活动
现代企业不再盲目的追求毕业生的学历与学习成绩,而是更注重学生的综合素质,比如:学生的动手能力、学习能力、吃苦精神、交际能力、组织能力及是否具有爱心、责任心等。培养学生在这些方面的能力,可以大大提高学生的综合素质。
1.鼓励学生积极参与公益事业,如义务支教,义务献血,义务参与社区服务,争当社会类志愿者等等。这些活动虽然与专业没有关系,但可以培养学生的爱心和社会责任心,从而提高学生的综合素质,提高学生对社会的认知度和对国家人民的热爱。因此建议学校学生会和团委鼓励学生成立相关的社团,让更多的学生参与进来。
2.鼓励学生勤工俭学。提倡勤工俭学作为今后高等学校一个不可缺少的重要内容,也是解决学生个人经费困难的一个重要途径。勤工俭学,不仅可以使学生自力更生,吃苦精神,而且还可以在实践中得到更多的锻炼,也是提高学生综合能力的一个途径。建议学校多提供勤工俭学的岗位,同时也多联系校外相类似的机会。比如让学生打扫教室、利用课余时间送外卖、各种兼职等。
3.鼓励学生自主创业。在高等学校开展创新创业教育,积极鼓励高校学生自主创业,是深化高等教育教学改革,培养学生创新精神和实践能力的重要途径。建议成立高校毕业生创业资金,积极开展创业培训,开展大学生创业大赛,设立学生独立承包的跳蚤市场等。同时积极促进教师和学生的科研成果、科技发明、专利等转化为创业项目。
二、校内实践
校内实践也有许多方面可以提高学生的实践动手能力,其中最重要的就是毕业设计,其次就是鼓励学生参与各种设计及动手类的竞赛项目。
(一)毕业设计实践教学
本科毕业设计作为本科教学过程中重要的实践教学环节,是高等学校人才培养计划中一个不可或缺的组成部分。为了保证毕业生得到锻炼。可采用如下措施:
1.鼓励学生自主选题及毕业设计题目多样化。在大学生毕业设计的选题环节鼓励学生自主选题,可以发挥学生的积极性和主动性。让学生根据自己的兴趣爱好或认真查阅相关文献后确定研究方向和研究内容,然后在指导教师帮助下共同完成。指导教师确定毕业设计题目时注重多样化,内容包括:铸造:金属及合金的熔炼与铸锭过程及其组织性能研究;塑性变形:有色尽速材料的挤压;钢铁材料的轧制过程及材料的组织性能研究;热处理:热处理工艺与合金组织性能关系研究;模具设计与制造:铸造、挤压及冲压模具设计及制造;焊接:材料焊接工艺组织性能研究;模拟:利用专业软件模拟金属材在料塑性变形或焊接过程中温度场及应力场分布等等。每个老师至少有两到三个不同方面的课题让学生选择,让学生根据自己的兴趣选题。并且要求学生在查阅参考文献后自己制定研究方案。
2.提高毕业设计论文的质量。大学生毕业设计论文的高质量是提高大学生创新能力、实践能力及综合素质的有力保证。应通过毕业设计论文开题答辩,中期检查、评审、答辩等管理制度,对毕业生在毕业设计过程中的选题、开题、撰写论文、答辩等主要环节进行全过程监控。提高毕业设计论文质量,充分发挥毕业设计论文环节对大学生实践能力培养的作用。
(二)鼓励学生在开放实验室开展创新性实验
成型专业学生在大四这一年里,除了可以跟着指导教师做毕业设计外,鼓励学生利用其他时间进行创新性实验。针对成型及机械类专业开展机械设计大赛、CAD画图大赛、金相大赛、焊接大赛、无碳小车大赛、组织分析大赛等等。同时向大学生开放实验室,鼓励学生充分利用和操作成型实验室现有的设备。一些简单易操作的设备(如金相显微镜、线切割、磨床、万能试验机、硬度计、砂轮机、冷轧机、各种焊机),学生使用前,须对其进行理论及实际培训,然后让学生独立操作,经考试合格后发放使用资格证书,以后在实验室过程中就可以让学生独立操作设备。这样不仅锻炼学生的动手能力,而且可以让学生了解设备的工作原理及其功能。另外实现资源共享,鼓励学生根据实验内容,自主选择实验方法和实验手段,让学生可以在学校所有实验室进行实验,让学生自主分析实验结果。
随着科技的发展,世界各个工业发达国家几乎无一例外地把汽车工业作为国民经济的支柱产业,汽车的研制、生产、销售、营运,与国民经济许多部门息息相关,对社会经济建设和科学技术发展起重要推动作用。而在汽车车身设计制造过程中,焊装、总装、涂装是车身制造的核心工作,在焊装中,焊装夹具是保证车身焊接质量的主要因素,是焊接工艺的重要组成部分,它可以确保车身形状、尺寸、精度符合产品图样技术要求。可以说,焊装夹具是构成车身焊装生产线的“核心”圆,是保证车身焊接质量的重要因素,影响整个汽车的制造精度和生产周期。因此,在汽车制造过程中的焊装夹具的设计尤为重要。
1 焊装夹具的组成
焊装夹具是生产产品时的一种辅助手段,它是将工件迅速准确地定位并固定于所定位置,包括引导焊枪或工件的导向装置在内的用于装配和焊接的工艺装备的总称。焊接夹具是进行金属结构焊接不可缺少的辅助器具,是焊接工艺的重要组成部分,它在焊接过程中主要起维持、保证焊接产品形状及尺寸符合产品图纸要求,方便焊工操作,提高工效的作用。论文格式,车身。焊装夹具的组成部分主要包括自制件、标准件和外购件。自制件主要包括支撑块、夹紧块、型板等;标准件主要包括销子、角座、基准块、调整垫片等;外购件则以汽缸、各种轴套为主,最为核心、最为普遍的结构件包括支撑块、夹紧块、型板、角座、调整垫片等。因此在进行焊装夹具设计之前,必须充分了解车身的焊装过程、焊接夹具的结构特点,合理进行实体建模、标准件的调用及外购件的选取。
2 车身焊装夹具的设计要求
2.1 对车身装焊夹具的基本要求
(1)对于冲压零件装焊后应具有互换性的车身合件及总成,应使用车身的各配合部位,特别是孔洞的形状尺寸符合技术要求。
(2)能快速准确地进行装配定位、夹紧,被焊部位要便于操作,松开夹紧机构后,焊件能从夹具上方便地卸下,且安全可靠。
(3)在设计夹具时,要注意夹具上的某些零部件出现导电,绝缘等问
题,提高车身的装焊质量。
(4)由于车身结构复杂,因此,对所设计的定位件、夹紧件等要充分考虑其加工工艺性及零部件的通用化和标准化,便于更换易损件和恢复原设计精度。
(5)车身总成的装焊夹具比较复杂笨重,在制造使用中常需调整样架来进行调整校正。
2.2 装焊定位基准的选择
装夹工件时,使工件在夹具中占有正确位置所采用的基准,称为定位基准,定位基准的选择正确与否将直接影响工件的装配精度。
2.3 定位方法和定位元件
车身装焊夹具装夹的主要对象是冲压件,由于制作外形复杂且易变形,因此在夹具设计时应考虑用曲面外形、曲面上经过整形的平台、工件经拉延和弯曲成形的台阶、经修边的窗口和外部边缘、装配用孔和工艺孔等部位定位。
由于冲压件外形复杂,装夹过程中直接与定位元件接触,这就决定了定位元件形状比较特殊。通常选用的定位元件如下:
(1)定位销:采用定位销定位是装焊夹具中常用的定位方式。驾驶室底板加强梁板材加厚,刚性好,可视为刚性组合件。底板上的悬置孔可以采用两个圆柱销定位。论文格式,车身。
(2)定位块:组成驾驶室门洞及前后风窗均用定位本体上的定位块定位,定位块和本体分别设计,避免了整体靠模加工,使定位元件的制造和调整大为简单方便。
(3)半圆形块:圆柱形工件一般用V形块定位,但装焊夹具中的定位元件同时又需导电时,或工件管壁厚度小于0.5D(D为工件直径)的情况下,为防止工件夹紧变形,常采用半圆形块定位。半圆形块的孔,其最小直径应取工件定位基准轴的最大直径。
(4)曲面定位板。
2.4 工件夹紧装置
车身装焊时,必须借助夹紧机械对工件施以夹紧力,以克服工件的弹性变形和其他外力的影响,保证车身冲压件的定位基准面与不定位块紧密贴合。装焊时,对工件施加外力,使它始终保持既定位置的装置称为夹紧器。夹紧器的种类很多,按作用原理分,有杠杆,斜楔,螺旋副、偏心轮等;按外力的来源分,有手动,气动、液压式等,这些夹紧机构的设计与一般机床夹具设计大同小异,可参考借鉴。
2.5 车身总成装焊夹具
车身总成装焊夹具按其定位方式分为一次性定位和多次性定位。一次性装配定位的总装夹具是指车身总成的主要装焊工作在一台总装夹具上完成。组成车身的零件,合件,分总成等依次装到总装夹具上,进行定位和夹紧,直至车身总成的主要装焊工作完毕,才从夹具上取下来。这种夹具的特点是车身装焊时的定位和夹紧只进行一次,容易保证车身装焊质量。根据车身生产纲领可设置一台或数台同样的夹具,单台夹具可采用固定的底板,多台夹具可配置在车身装焊生产线上,随生产线移动,这种随生产线移动的夹具称为随行夹具。随行夹具制造复杂,成本较高,对每个装焊台上的电,水气路都设计装有快速插座或接头,当夹具在线上移动到另一个工位时能方便,迅速地接通。
多次性装配定位的总装夹具指车身总成的主要装焊工作是在2台以上的不同装焊夹具上完成的。车身每通过一台总装夹具就要被定位夹紧1次,主要用于有骨架驾驶室的装焊,如在第一台夹具上完成内骨架的装焊,在第二台夹具上则完成外覆盖件的装焊,其优点是夹具制造简单,数量少,不存在水,电,气的连接问题,若增加定位夹紧次数,则容易产生装配误差。
3 设计流程分析
以某汽车的前地板预总成工位的某一焊装夹具为例,阐述其焊装夹具的设计流程。
3.1 设计方案的确定
首先是对设计知识的提取,分析设计式样书,了解过程信息和主控点信息。转换PANEL文件,将PANEL按指定的位置放置在机床坐标系中,取截断面,生成车线。论文格式,车身。然后根据PANEL夹紧部位形状和位置设计加工件定位板和压板。论文格式,车身。论文格式,车身。最后再装配标准件支架和外购件气缸及其他辅助部件。
3.2 设计定位板和压板
定位板采用孔定位方式,通过销的位置精度来保证定位板的定位精度。基于UG建模的参数化设计的技术,采用自顶而下的设计方法,将车身数据一级一级的自顶而下的传递,利用草图来控制整个装配中所有零部件的形状、位置和精度。
(1)在UG建模模块中利用自顶而下的方法建立夹具装配目录树(如图1所示)。
图1车身焊装夹具装配目录树
(2)转换PANEL文件,根据焊装夹具设计式样书过程信息中给出的夹具定位位置来做出车身断面线(车线)。
(3)通过WAVE―Linker技术将车线链接到夹具单元中,将WCS移动到夹紧面附近,以Section为基准建立夹具单元的草图。
(4)通过WAVE―Linker技术将草图链接到定位板和压板零件单元中,然后在UG建模模块中分别对各自的草图进行拉伸处理,得到相应的零件单元。
3.3 装配标准件支架和外购件气缸及其他辅助部件。
3.4 生成总装图,设计定位销,进行干涉检验。论文格式,车身。
3.5 二维出图
利用UG制图模块,通过恰当的投影自动生成二维图,并可随时更新视图。
结束语
由于汽车市场的竞争激烈,汽车发展的趋势由大批量生产向多品种小批量生产转化,汽车生产厂家必须不断缩短车型变化周期、加快车型的更新,使得车身设计、模具设计与夹具设计重叠并行进行,汽车焊装夹具的设计过程中经常会遇到车身数据时常改变的情况,基于UG的焊装夹具的3D设计,只需要根据设计式样书随时改变草图的细节,后续结构的设计会同时自动进行更新,无需重新设计。由此便可缩短设计周期,极大地提高设计效益,这在实际工程设计中有很大的应用价值。
参考文献:
[1]陈猛,郭钢,冯卫,等.汽车焊接夹具CAD系统研究与开发[J].汽车科技,2001(1).
[2]文广南.浅议汽车焊接夹具的设计制作[J].焊接技术,1996(4).
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.10.244
掘进机电气系统是设备的控制核心,控制着各个电机的启动停止,同时对掘进机其他组成部分的工况进行监控和综合保护,与液压系统及水路系统互相配合,可控制整机完成掘进生产作业。
1 电气系统概述
掘进机电气系统主要由隔爆兼本质安全型掘进机控制箱(以下简称 电控箱)、隔爆兼本质安全型按钮操作箱、隔爆型声光报警装置、隔爆型照明灯、隔爆型控制按钮、低浓度甲烷传感器以及整机多个工作机构部分的电机组成。其总体布置如图1所示。
2 电气系统构成
掘进机电控箱大多采用PLC可编程逻辑控制器作橹骺氐ピ,人机界面采用彩色液晶显示屏,这种控制系统的优点是编程简单、性能稳定、系统主参数以及故障可视化,方便日常检修维护。电控箱位于掘进机整机的左后方,左右箱门和接线腔盖板均用标准螺栓与箱体紧固连接,保证安装于内部的电气元件不受外界恶劣环境影响。电控箱壳体由钢板焊接而成,壳体分为上下两个腔,均为隔爆型结构。下腔为电气件安装腔,腔内装有驱动板、控制板(两块)、视窗板及隔离开关等;上腔为接线腔,腔内装有数组接线柱。
控制板分两块,一块左门板,装有FX3U系列可编程控制器及模拟量模块、本安电源等。另一块右门板,装有中间继电器、电机集成保护器、开关电源等电气件。
视窗板装在电控箱体的前侧中间部分,有四个显示窗口,依次装有电压表、电流表以及两块焊接有LED指示灯的发光板。其中电压表显示系统供电电压、电流表显示切割电机的实时电流,两块发光板指示系统故障及各个电机的故障。
电控箱的上腔为接线腔,其中有一组陶瓷接线端子用于连接电控系统的供电电缆,五组接线端子用于连接整机电机和十二个七芯接线端子用于连接系统元件,此外接线腔内装有两个接地端子用于连接地线。电控箱两侧及背面设置有不同尺寸的十六个电缆引入装置,供控制箱与其它元件连线。
与电控箱配套连接有一个隔爆兼本质安全型按钮操作箱,操作箱箱体采用钢板焊接而成,分为本安元件腔和隔爆元件腔两部分。本安元件腔布置有十二个操作按钮,用以控制各个电机的启动停止,通过一根19芯控制电缆与电控箱连接;隔爆元件腔布置有一个液晶显示屏,用以显示电控系统的主要参数,例如电压电流,电机温度,电机运行状态等,当电控系统出现故障时,该显示屏也会实时显示故障内容,方便使用者及时排除故障。显示屏通过一根7芯控制电缆与电控箱连接。
电控箱及操作箱外观如图2所示。
3 小结
本论文研制的掘进机电气系统具有防护等级高、体积小、操作简便、集成有多种保护等优点,可长期工作在煤矿隧道等恶劣环境中。该电控系统人机界面采用工业用液晶显示屏,工业用液晶显示屏可图文显示,显示容量大,参数及故障直观可见;同时系统采用总线通信技术,可减少大量接线,拆装十分方便。
参考文献: